DE102022213129A1 - Electrohydraulic brake control device for a motor vehicle and method for operating such a brake control device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektrohydraulisches Bremsensteuergerät (1) für ein Kraftfahrzeug mit einer elektrisch ansteuerbaren hydraulischen Druckquelle (2) zur hydraulischen Druckbeaufschlagung der Radbremsen (5a-5d), welche durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem Druckraum (30) und einem Kolben (31) gebildet ist, wobei der Kolben (31) mittels eines Elektromotors (32) vor- und zurückschiebbar ist, und einem unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter (3), wobei die Druckquelle (2) einen Ausgleichsanschluss (82) aufweist zur hydraulischen Verbindung des Druckraums (30) mit dem Druckmittelvorratsbehälter (3) in einer vorgegebenen Position des Kolbens (31), und wobei der Ausgleichsanschluss (82) über einen Nachlaufleitungsabschnitt (62) mit einem ersten Anschluss (71) des Druckmittelvorratsbehälters (3) verbunden ist. Erfindungsgemäß ist das elektrohydraulische Bremsensteuergerät (1) zur Optimierung eines Restdruckabbaus dazu eingerichtet, durch ein geregeltes Einstellen eines Durchlassquerschnitts des Ausgleichsanschlusses (82) eine Regelung des Druckmittelvolumenstroms in den Nachlaufleitungsabschnitt (62) durchzuführen. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines solchen elektrohydraulischen Bremsensteuergeräts (1).The invention relates to an electrohydraulic brake control device (1) for a motor vehicle with an electrically controllable hydraulic pressure source (2) for hydraulically applying pressure to the wheel brakes (5a-5d), which is formed by a cylinder-piston arrangement with a pressure chamber (30) and a piston (31), wherein the piston (31) can be pushed forwards and backwards by means of an electric motor (32), and a pressure medium reservoir (3) under atmospheric pressure, wherein the pressure source (2) has a compensation connection (82) for hydraulically connecting the pressure chamber (30) to the pressure medium reservoir (3) in a predetermined position of the piston (31), and wherein the compensation connection (82) is connected to a first connection (71) of the pressure medium reservoir (3) via a follow-up line section (62). According to the invention, the electrohydraulic brake control device (1) is designed to optimize residual pressure reduction by regulating the pressure medium volume flow in the follow-up line section (62) by means of a regulated setting of a passage cross-section of the compensation connection (82). The invention further relates to a method for operating such an electrohydraulic brake control device (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein elektrohydraulisches Bremsensteuergerät für ein Kraftfahrzeug mit mehreren hydraulischen Ausgangsanschlüssen für hydraulisch betätigbare Radbremsen, einer elektrisch ansteuerbaren hydraulischen Druckquelle zur hydraulischen Druckbeaufschlagung der Radbremsen, welche durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem Druckraum und einem Kolben gebildet ist, wobei der Kolben mittels eines Elektromotors vor- und zurückschiebbar ist, und einem unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter. Die Druckquelle umfasst dabei einen Druckanschluss, der mit den Ausgangsanschlüssen verbunden ist, einen Nachsauganschluss zum Nachsaugen von Druckmittel aus dem Druckmittelvorratsbehälter und einen Ausgleichsanschluss zur hydraulischen Verbindung des Druckraums mit dem Druckmittelvorratsbehälter in einer vorgegebenen Position des Kolbens, wobei der Ausgleichsanschluss über einen Nachlaufleitungsabschnitt mit einem ersten Anschluss des Druckmittelvorratsbehälters verbunden ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Bremsensteuergeräts.The invention relates to an electrohydraulic brake control device for a motor vehicle with several hydraulic output connections for hydraulically actuated wheel brakes, an electrically controllable hydraulic pressure source for hydraulically pressurizing the wheel brakes, which is formed by a cylinder-piston arrangement with a pressure chamber and a piston, wherein the piston can be pushed forwards and backwards by means of an electric motor, and a pressure medium reservoir under atmospheric pressure. The pressure source comprises a pressure connection which is connected to the output connections, a suction connection for sucking in pressure medium from the pressure medium reservoir and a compensation connection for hydraulically connecting the pressure chamber to the pressure medium reservoir in a predetermined position of the piston, wherein the compensation connection is connected to a first connection of the pressure medium reservoir via a follow-up line section. The invention further relates to a method for operating such a brake control device.
Ein solches Bremsensteuergerät wird seit vielen Jahren in Bremssystemen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Dabei weist das Bremssystem zudem eine Betätigungseinheit für einen Fahrzeugführer auf, welche mit dem Bremsensteuergerät durch eine Übermittlung eines Fahrerwunschsignals verbunden ist.Such a brake control unit has been used in motor vehicle braking systems for many years. The braking system also has an actuation unit for a driver, which is connected to the brake control unit by transmitting a driver request signal.
Ein Bremsensteuergerät der eingangs genannten Art ist beispielsweise in der
In einem derartigen Bremsensteuergerät kann, beispielsweise durch eine Erwärmung des Druckmittels bei geschlossenem Ausgleichsanschluss oder aufgrund übermäßigem Nachsaugen („Refill“) von Druckmittel in den Druckraum, allerdings ein Zustand eintreten, in dem ein vollständiger Druckabbau in dem Druckraum bzw. in den Radbremsen durch ein Verschieben des Kolbens in die der Betätigungsrichtung entgegengesetzte Richtung nicht möglich ist. Um in einem solchen Fall den trotz entsprechender Kolbenverschiebung noch vorhandenen Restdruck dennoch abzubauen, ist es bekannt, über ein Öffnen der Auslassventile den Restdruck abzubauen. Nachteilig gestaltet sich dabei jedoch, dass der Restdruckabbau hierbei in groben, sprunghaften Stufen stattfindet, was letztlich insbesondere Geräusch-, Vibrations- und Rauigkeits-Probleme (engl. Noise, Vibration, Harshness [NVH]), und somit beispielsweise hörbare und/oder spürbare Schwingungen in dem entsprechenden Kraftfahrzeug verursacht.In such a brake control unit, however, a situation can arise in which a complete reduction in pressure in the pressure chamber or in the wheel brakes is not possible by moving the piston in the opposite direction to the actuation direction, for example due to heating of the pressure medium when the compensation connection is closed or due to excessive refill of pressure medium into the pressure chamber. In order to reduce the residual pressure that still exists in such a case despite the corresponding piston displacement, it is known to reduce the residual pressure by opening the outlet valves. The disadvantage of this, however, is that the residual pressure reduction takes place in rough, abrupt stages, which ultimately causes noise, vibration, harshness (NVH) problems in particular, and thus, for example, audible and/or noticeable vibrations in the corresponding motor vehicle.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes elektrohydraulisches Bremsensteuergerät für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Bremsensteuergeräts anzugeben, welches einen optimierten, insbesondere einfachen, kostengünstigen und dabei zuverlässigen, Restdruckabbau ermöglicht.It is therefore an object of the invention to provide an improved electrohydraulic brake control device for a motor vehicle and a method for operating such a brake control device, which enables an optimized, in particular simple, cost-effective and at the same time reliable, residual pressure reduction.
Die vorstehende Aufgabe wird durch die gesamte Lehre des Anspruchs 1 sowie des Anspruchs 10 gelöst. Zweckmäßige Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt.The above object is achieved by the entire teaching of claim 1 and claim 10. Expedient embodiments and developments of the invention are set out in the subclaims and the following description.
Demnach umfasst ein elektrohydraulisches Bremsensteuergerät für ein Kraftfahrzeug mehrere hydraulische Ausgangsanschlüsse für hydraulisch betätigbare Radbremsen, eine elektrisch ansteuerbare hydraulische Druckquelle zur hydraulischen Druckbeaufschlagung der Radbremsen, welche durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem Druckraum und einem Kolben gebildet ist, wobei der Kolben mittels eines Elektromotors vor- und zurückschiebbar ist, und einen unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter. Die Druckquelle weist dabei auf Druckanschluss, der mit den Ausgangsanschlüssen verbunden ist, einen Nachsauganschluss zum Nachsaugen von Druckmittel aus dem Druckmittelvorratsbehälter und einen Ausgleichsanschluss zur hydraulischen Verbindung des Druckraums mit dem Druckmittelvorratsbehälter in einer vorgegebenen Position des Kolbens, wobei der Ausgleichsanschluss über einen Nachlaufleitungsabschnitt mit einem ersten Anschluss des Druckmittelvorratsbehälters verbunden ist.Accordingly, an electro-hydraulic brake control device for a motor vehicle comprises several hydraulic output connections for hydraulically actuated wheel brakes, an electrically controllable hydraulic pressure source for hydraulically pressurizing the wheel brakes, which is formed by a cylinder-piston arrangement with a pressure chamber and a piston, wherein the piston can be pushed forwards and backwards by means of an electric motor, and a pressure medium reservoir under atmospheric pressure. The pressure source has a pressure connection which is connected to the output connections, a suction connection for sucking pressure medium from the pressure medium reservoir and a compensation connection for hydraulically connecting the pressure chamber to the pressure medium reservoir in a predetermined position of the piston, wherein the compensation connection is connected via a The follow-up line section is connected to a first connection of the pressure medium reservoir.
Erfindungsgemäß ist das elektrohydraulische Bremsensteuergerät zur Optimierung eines Restdruckabbaus dazu eingerichtet, durch ein geregeltes Einstellen eines Durchlassquerschnitts des Ausgleichsanschlusses eine Regelung des Druckmittelvolumenstroms in den Nachlaufleitungsabschnitt durchzuführen. Es wird demnach der Durchlassquerschnitt des Ausgleichsanschlusses geregelt eingestellt, um so eine geregelte hydraulische Verbindung zwischen dem Druckraum und dem Druckmittelvorratsbehälter bzw. einen geregelten Druckmittelvolumenstrom in den Nachlaufleitungsabschnitt herzustellen, wodurch ein geregelter Druckausgleich bzw. Druckabbau, also ein geregelter Druckmittelvolumenfluss vom Druckraum in den Druckmittelvorratsbehälter, erfolgt. According to the invention, the electrohydraulic brake control device is designed to optimize residual pressure reduction by regulating the pressure medium volume flow in the follow-up line section by adjusting the passage cross-section of the compensation connection in a regulated manner. The passage cross-section of the compensation connection is therefore adjusted in a regulated manner in order to establish a regulated hydraulic connection between the pressure chamber and the pressure medium reservoir or a regulated pressure medium volume flow in the follow-up line section, whereby a regulated pressure equalization or pressure reduction, i.e. a regulated pressure medium volume flow from the pressure chamber into the pressure medium reservoir, takes place.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung hat den Vorteil, dass dadurch ein verbessertes hydraulisches Bremsensteuergerät bereitgestellt wird, das einen optimierten Restdruckabbau ermöglicht.The design according to the invention has the advantage that it provides an improved hydraulic brake control unit which enables an optimized residual pressure reduction.
Der Druckanschluss der Druckquelle ist vorteilhafterweise über ein, insbesondere elektrisch betätigbares, Druckzuschaltventil mit den Ausgangsanschlüssen verbunden. Der Nachsauganschluss der Druckquelle ist vorteilhafterweise über einen Nachsaugleitungsabschnitt und insbesondere ein in dem Nachsaugleitungsabschnitt angeordnetes Nachsaugventil, welches bevorzugt als ein in Richtung des Druckmittelvorratsbehälter schließendes Rückschlagventil ausgebildet ist, mit dem Druckmittelvorratsbehälter verbunden.The pressure connection of the pressure source is advantageously connected to the output connections via a pressure connection valve, in particular an electrically actuated one. The suction connection of the pressure source is advantageously connected to the pressure medium reservoir via a suction line section and in particular a suction valve arranged in the suction line section, which is preferably designed as a check valve closing in the direction of the pressure medium reservoir.
Vorteilhafterweise wird die vorgegebene Position des Kolbens, in der eine hydraulische Verbindung des Druckraums mit dem Druckmittelvorratsbehälter vorliegt, über die Lebenszeit der Druckquelle nachgelernt. Hierzu wird bevorzugt ein Druckprofil mit mehreren Stützpunkten, insbesondere in einem Nachlauf oder in einem Kraftfahrzeugstillstand, ausgeführt.Advantageously, the predetermined position of the piston, in which a hydraulic connection between the pressure chamber and the pressure medium reservoir is present, is relearned over the lifetime of the pressure source. For this purpose, a pressure profile with several support points is preferably implemented, in particular in a run-on or when the vehicle is at a standstill.
In einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Einstellen des Durchlassquerschnitts durch ein geregeltes zumindest teilweises Öffnen und/oder Schließen des Ausgleichsanschlusses durch den Kolben, insbesondere durch eine entsprechende Ansteuerung des Elektromotors. Vorzugsweise wird über einen bestimmten Zeitraum ein entsprechendes abwechselndes und jeweils temporäres, insbesondere kurzzeitiges, Öffnen und Schließen des Ausgleichsanschlusses durchgeführt, wobei in den jeweiligen Öffnungsphasen jeweils ein entsprechender Volumenstrom des Druckmittels über den Ausgleichsanschluss aus dem Druckraum abgeführt wird.In an advantageous embodiment, the passage cross-section is adjusted by a controlled at least partial opening and/or closing of the compensation connection by the piston, in particular by a corresponding control of the electric motor. Preferably, a corresponding alternating and temporary, in particular short-term, opening and closing of the compensation connection is carried out over a certain period of time, wherein in the respective opening phases a corresponding volume flow of the pressure medium is discharged from the pressure chamber via the compensation connection.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Regelung des Druckmittelvolumenstroms in Abhängigkeit von einem aktuellen Druck, insbesondere von einem aktuellen Systemdruck, und/oder einem vorgegebenen Druckgradienten und/oder einer vorgegebenen, insbesondere im Bremsensteuergerät hinterlegten, Druck-Volumen-Kennlinie.In a further advantageous embodiment, the pressure medium volume flow is controlled as a function of a current pressure, in particular a current system pressure, and/or a predetermined pressure gradient and/or a predetermined pressure-volume characteristic curve, in particular stored in the brake control unit.
Dabei ist der Systemdruck insbesondere der zwischen der Druckquelle und den Ausgangsanschlüssen vorliegende Druck. Der aktuelle Druck, insbesondere der aktuelle Systemdruck, wird vorteilhafterweise über einen zwischen der Druckquelle und den Ausgangsanschlüssen angeordneten (System-)Drucksensor für einen jeweiligen aktuellen Zeitpunkt ermittelt. Der vorgegebene Druckgradient gibt vorteilhafterweise an, wieviel Druck pro Zeiteinheit im Druckraum der Druckquelle abgebaut werden soll und wird insbesondere von einer autonomen Bremsfunktion oder von einem Fahrer des Kraftfahrzeugs vorgegeben. Die vorgegebene Druck-Volumen-Kennlinie gibt vorteilhafterweise das Verhältnis bzw. den Zusammenhang zwischen dem vom Druckraum in den Nachlaufleitungsabschnitt abgeführten Druckmittelvolumenstrom und der resultierenden Druckänderung wieder.The system pressure is in particular the pressure present between the pressure source and the output connections. The current pressure, in particular the current system pressure, is advantageously determined for a respective current point in time via a (system) pressure sensor arranged between the pressure source and the output connections. The specified pressure gradient advantageously indicates how much pressure per unit of time is to be reduced in the pressure chamber of the pressure source and is specified in particular by an autonomous braking function or by a driver of the motor vehicle. The specified pressure-volume characteristic curve advantageously represents the ratio or the connection between the pressure medium volume flow discharged from the pressure chamber into the follow-up line section and the resulting pressure change.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Regelung des Druckmittelvolumenstroms in Abhängigkeit von der Querschnittsform der Öffnung des Ausgleichanschlusses. Die Öffnung des Ausgleichsanschlusses weist dabei insbesondere eine kreisrunde, ovale oder rechteckige Querschnittsform, auf. Die konkrete Querschnittsform wird also bei der Regelung des Druckmittelvolumenstroms berücksichtigt.In a further advantageous embodiment, the pressure medium volume flow is regulated depending on the cross-sectional shape of the opening of the compensation connection. The opening of the compensation connection has in particular a circular, oval or rectangular cross-sectional shape. The specific cross-sectional shape is therefore taken into account when regulating the pressure medium volume flow.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst der Ausgleichsanschluss ein Schnüffelloch oder ist als ein Schnüffelloch ausgebildet. In diesem Fall umfasst die Druckquelle vorteilhafterweise eine Dichtung im Bereich des Schnüffellochs, welche bevorzugt als eine doppelte Dicht-Manschette ausgebildet ist. Die doppelte Dicht-Manschette bringt einen zusätzlichen Vorteil für die Robustheit gegen etwa auftretende Fehler mit sich. Die Wahrscheinlichkeit einer Leckage nimmt ab, und zwar für die (drucktragende) Primärmanschette, weil sie auch von der drucklosen Seite her (am Schnüffelloch) benetzt wird, und für die (einseitig trockene) Sekundärmanschette, weil sie keinen Druck tragen muss.In a further advantageous embodiment, the compensation connection comprises a sniffer hole or is designed as a sniffer hole. In this case, the pressure source advantageously comprises a seal in the area of the sniffer hole, which is preferably designed as a double sealing sleeve. The double sealing sleeve brings with it an additional advantage in terms of robustness against any errors that may occur. The probability of leakage decreases, namely for the (pressure-bearing) primary sleeve because it is also wetted from the pressure-free side (at the sniffer hole), and for the (one-sided dry) secondary sleeve because it does not have to bear any pressure.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der Druckmittelvorratsbehälter eine erste Behälterkammer und eine zweite Behälterkammer auf, wobei der ersten Behälterkammer der erste Anschluss des Druckmittelvorratsbehälters zugeordnet ist und der zweiten Behälterkammer ein zweiter Anschluss des Druckmittelvorratsbehälters zugeordnet ist, und wobei die erste und die zweite Behälterkammer, insbesondere durch eine Schottwand, zumindest teilweise voneinander getrennt sind.In a further advantageous embodiment, the pressure medium reservoir has a first reservoir chamber and a second reservoir chamber, wherein the first reservoir chamber is connected to the first Connection of the pressure medium reservoir is assigned and the second container chamber is assigned a second connection of the pressure medium reservoir, and wherein the first and the second container chamber are at least partially separated from one another, in particular by a bulkhead.
Dabei umfasst das elektrohydraulische Bremsensteuergerät in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ferner ein Einlassventil je Ausgangsanschluss, wobei der jeweilige Ausgangsanschluss über das jeweilige Einlassventil mit dem Druckanschluss der Druckquelle verbunden ist, und ein Auslassventil je Ausgangsanschluss, wobei der jeweilige Ausgangsanschluss über das jeweilige Auslassventil mit dem zweiten Anschluss des Druckmittelvorratsbehälters verbunden ist. Dabei dienen das Einlassventil und das Auslassventil je Radbremse insbesondere zum Einstellen radindividueller Bremsdrücke. Vorteilhafterweise ist das jeweilige Einlassventil und/oder das jeweilige Auslassventil als ein elektrisch betätigbares Einlassventil bzw. Auslassventil ausgebildet. Die Auslassventile sind vorteilhafterweise über einen Rücklaufleitungsabschnitt mit dem zweiten Anschluss des Druckmittelvorratsbehälters verbunden. Dabei kann der Nachsauganschluss über einen Nachsaugleitungsabschnitt und insbesondere ein in dem Nachsaugleitungsabschnitt angeordnetes Nachsaugventil, welches bevorzugt als ein in Richtung des Druckmittelvorratsbehälter schließendes Rückschlagventil ausgebildet ist, mit dem Rücklaufleitungsabschnitt bzw. dem zweiten Anschluss des Druckmittelvorratsbehälters verbunden sein, wobei der Ausgleichsanschluss hier dann nicht mit dem zweiten Anschluss verbunden ist. Alternativ kann der Nachsauganschluss auch über einen Nachsaugleitungsabschnitt und insbesondere ein in dem Nachsaugleitungsabschnitt angeordnetes Nachsaugventil, welches bevorzugt als ein in Richtung des Druckmittelvorratsbehälter schließendes Rückschlagventil ausgebildet ist, mit dem ersten Anschluss des Druckmittelvorratsbehälters verbunden sein, mit dem auch der Ausgleichsanschluss verbunden ist.In a further advantageous embodiment, the electrohydraulic brake control unit further comprises an inlet valve for each output connection, the respective output connection being connected to the pressure connection of the pressure source via the respective inlet valve, and an outlet valve for each output connection, the respective output connection being connected to the second connection of the pressure medium reservoir via the respective outlet valve. The inlet valve and the outlet valve for each wheel brake are used in particular to set wheel-specific brake pressures. The respective inlet valve and/or the respective outlet valve are advantageously designed as an electrically actuated inlet valve or outlet valve. The outlet valves are advantageously connected to the second connection of the pressure medium reservoir via a return line section. The suction connection can be connected to the return line section or the second connection of the pressure medium reservoir via a suction line section and in particular a suction valve arranged in the suction line section, which is preferably designed as a check valve closing in the direction of the pressure medium reservoir, with the compensation connection then not being connected to the second connection. Alternatively, the suction connection can also be connected to the first connection of the pressure medium reservoir, to which the compensation connection is also connected, via a suction line section and in particular a suction valve arranged in the suction line section, which is preferably designed as a check valve closing in the direction of the pressure medium reservoir.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das elektrohydraulische Bremsensteuergerät zudem eine erste elektronische Steuer- und Regeleinheit und eine zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit, wobei die Druckquelle durch die erste elektronische Steuer- und Regeleinheit und die zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit ansteuerbar ist. Vorteilhafterweise wird durch die erste elektronische Steuer- und Regeleinheit und/oder die zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit der Elektromotor angesteuert, um insbesondere eine entsprechende Bewegung des Kolbens zu bewirken, wobei durch die entsprechende Ansteuerung der Druckquelle zur Optimierung eines Restdruckabbaus insbesondere ein geregeltes zumindest teilweises Öffnen und/oder Schließen des Ausgleichsanschlusses bewirkt wird. Die Druckquelle weist vorteilhafterweise einen doppelt gewickelten Elektromotor mit einer ersten Motorwicklung und einer zweiten Motorwicklung auf, wobei die erste Motorwicklung von der ersten elektronische Steuer- und Regeleinheit und die zweite Motorwicklung von der zweiten elektronische Steuer- und Regeleinheit angesteuert wird. Die Druckquelle kann also allein mittels der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit und allein mittels der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit sowie mittels erster und zweiter elektronische Steuer- und Regeleinheit gemeinsam angesteuert werden.In a further advantageous embodiment, the electrohydraulic brake control device also comprises a first electronic control and regulating unit and a second electronic control and regulating unit, wherein the pressure source can be controlled by the first electronic control and regulating unit and the second electronic control and regulating unit. The electric motor is advantageously controlled by the first electronic control and regulating unit and/or the second electronic control and regulating unit, in particular to bring about a corresponding movement of the piston, wherein the corresponding control of the pressure source in order to optimize residual pressure reduction in particular brings about a controlled at least partial opening and/or closing of the compensation connection. The pressure source advantageously has a double-wound electric motor with a first motor winding and a second motor winding, wherein the first motor winding is controlled by the first electronic control and regulating unit and the second motor winding is controlled by the second electronic control and regulating unit. The pressure source can therefore be controlled solely by means of the first electronic control and regulating unit and solely by means of the second electronic control and regulating unit and jointly by means of the first and second electronic control and regulating units.
Dabei ist in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Druckanschluss der Druckquelle über einen Bremsleitungsabschnitt mit den Ausgangsanschlüssen verbunden, wobei an dem Bremsleitungsabschnitt ein Drucksensor angeschlossen ist, und wobei die Druckinformationen des Drucksensors der ersten elektronische Steuer- und Regeleinheit und/oder der zweiten elektronische Steuer- und Regeleinheit zur Auswertung, und insbesondere zur Regelung des Druckmittelvolumenstroms, zugeführt werden. Mittels des Drucksensors wird insbesondere ein Systemdruck, also ein zwischen der Druckquelle und den Ausgangsanschlüssen vorliegender Druck, oder ein von der Druckquelle bereitgestellter bzw. erzeugter Druck bestimmt. Die erste elektronische Steuer- und Regeleinheit und/oder die zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit ist vorzugsweise dazu eingerichtet, die Druckinformationen des Drucksensors auszuwerten, um einen aktuellen Druck, insbesondere einen aktuellen Systemdruck, auszuwerten, in dessen Abhängigkeit der Druckmittelvolumenstrom in den Nachlaufleitungsabschnitt geregelt wird.In a further advantageous embodiment, the pressure connection of the pressure source is connected to the output connections via a brake line section, wherein a pressure sensor is connected to the brake line section, and wherein the pressure information from the pressure sensor is fed to the first electronic control and regulating unit and/or the second electronic control and regulating unit for evaluation, and in particular for regulating the pressure medium volume flow. The pressure sensor is used in particular to determine a system pressure, i.e. a pressure present between the pressure source and the output connections, or a pressure provided or generated by the pressure source. The first electronic control and regulating unit and/or the second electronic control and regulating unit is preferably set up to evaluate the pressure information from the pressure sensor in order to evaluate a current pressure, in particular a current system pressure, depending on which the pressure medium volume flow in the follow-up line section is regulated.
Vorteilhafterweise ist in dem Bremsleitungsabschnitt ein, insbesondere elektrisch betätigbares, Druckzuschaltventil angeordnet, wobei hier der Drucksensor von dem Druckraum der Druckquelle gesehen hinter dem Druckzuschaltventil angeordnet ist.Advantageously, a pressure switch-on valve, in particular an electrically actuated one, is arranged in the brake line section, wherein the pressure sensor is arranged behind the pressure switch-on valve as seen from the pressure chamber of the pressure source.
Ferner umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Bremssystems, wobei zur Optimierung eines Restdruckabbaus der Druckmittelvolumenstrom in den Nachlaufleitungsabschnitt geregelt wird, indem der Durchlassquerschnitt des Ausgleichsanschlusses geregelt eingestellt wird.Furthermore, the present invention comprises a method for operating an electrohydraulic brake system according to the invention, wherein, in order to optimize a residual pressure reduction, the pressure medium volume flow in the follow-up line section is regulated by adjusting the passage cross section of the compensation connection in a regulated manner.
Die für das erfindungsgemäße hydraulische Bremsensteuergerät beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten entsprechend auch für das erfindungsgemäße Verfahren.The advantages and preferred embodiments described for the hydraulic brake control device according to the invention also apply accordingly to the method according to the invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Bremsensteuergeräts, und -
2 ein beispielsgemäßes Verfahren zum optimierten Restdruckabbau des elektrohydraulischen Bremsensteuergeräts 1 aus1 anhand eines schematischen Diagramms.
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1 an embodiment of an electrohydraulic brake control device according to the invention, and -
2 an exemplary method for optimised residual pressure reduction of the electrohydraulic brake control unit 1 from1 using a schematic diagram.
In
Das elektrohydraulische Bremsensteuergerät 1 umfasst einen Hydraulikblock 20 (hydraulische Steuer- und Regeleinheit HCU, Ventilblock) mit einem Ausgangsanschluss 4a-4d für jede der Radbremsen 5a-5d. An dem Ventilblock 20 ist ein unter Atmosphärendruck stehender Druckmittelvorratsbehälter 3 angeordnet. Beispielsgemäß sind die Ausgangsanschlüsse 4a, 4b den Radbremsen 5a, 5b der Vorderachse (Front), z.B. der Ausgangsanschluss 4a dem linken Vorderrad FL (Radbremse 5a) und der Ausgangsanschluss 4b dem rechten Vorderrad FR (Radbremse 5b), zugeordnet und die Ausgangsanschlüsse 4c, 4d den Radbremsen 5c, 5d der Hinterachse (Rear) zugeordnet, z.B. der Ausgangsanschluss 4c dem linken Hinterrad RL (Radbremse 5c) und der Ausgangsanschluss 4d dem rechten Hinterrad RR (Radbremse 5d). Andere Zuordnungen sind möglich.The electrohydraulic brake control unit 1 comprises a hydraulic block 20 (hydraulic control and regulation unit HCU, valve block) with an output connection 4a-4d for each of the wheel brakes 5a-5d. A pressure medium reservoir 3 under atmospheric pressure is arranged on the valve block 20. For example, the output connections 4a, 4b are assigned to the wheel brakes 5a, 5b of the front axle (front), e.g. the output connection 4a to the left front wheel FL (wheel brake 5a) and the output connection 4b to the right front wheel FR (wheel brake 5b), and the output connections 4c, 4d are assigned to the wheel brakes 5c, 5d of the rear axle (rear), e.g. the output connection 4c to the left rear wheel RL (wheel brake 5c) and the output connection 4d to the right rear wheel RR (wheel brake 5d). Other assignments are possible.
Der Füllstand des Druckmittelvorratsbehälters 3 wird mittels eines Füllstandsensors 44 gemessen.The filling level of the pressure medium reservoir 3 is measured by means of a filling level sensor 44.
Der Druckmittelvorratsbehälter 3 umfasst zwei Behälterkammern 84, 85, welche durch eine Schottwand 86 zumindest teilweise voneinander getrennt sind. Weiterhin umfasst der Druckmittelvorratsbehälter 3 einen ersten Anschluss 71 und einen zweiten Anschluss 72. Der erste Anschluss 71 ist mit der ersten Behälterkammer 84 verbunden, der zweite Anschluss 72 ist mit der zweiten Behälterkammer 85 verbunden. In diesem Sinne ist der ersten Behälterkammer 84 der erste Anschluss 71 des Druckmittelvorratsbehälters 3 zugeordnet und der zweiten Behälterkammer 85 ist der zweite Anschluss 72 des Druckmittelvorratsbehälters 3 zugeordnet.The pressure medium reservoir 3 comprises two container chambers 84, 85, which are at least partially separated from one another by a bulkhead 86. The pressure medium reservoir 3 also comprises a first connection 71 and a second connection 72. The first connection 71 is connected to the first container chamber 84, the second connection 72 is connected to the second container chamber 85. In this sense, the first connection 71 of the pressure medium reservoir 3 is assigned to the first container chamber 84 and the second connection 72 of the pressure medium reservoir 3 is assigned to the second container chamber 85.
Jedem Ausgangsanschluss 4a-4d ist ein Einlassventil 6a-6d sowie ein Auslassventil 7a-7d zugeordnet, wobei die Einlassventile 6a-6d vorteilhafterweise stromlos offen und die Auslassventile 7a-7d vorteilhafterweise stromlos geschlossen ausgeführt sind. Jedem Einlassventil 6a-6d ist beispielsgemäß ein in Richtung der Ausgangsanschlüsse 4a-4d bzw. Radbremsen 5a-5d schließendes Rückschlagventil 8a-8d parallelgeschaltet.Each output connection 4a-4d is assigned an inlet valve 6a-6d and an outlet valve 7a-7d, wherein the inlet valves 6a-6d are advantageously designed to be open when de-energized and the outlet valves 7a-7d are advantageously designed to be closed when de-energized. For example, a check valve 8a-8d closing in the direction of the output connections 4a-4d or wheel brakes 5a-5d is connected in parallel to each inlet valve 6a-6d.
Über das Auslassventil 7a-7d ist der jeweilige Ausgangsanschluss 4a-4d mit dem Druckmittelvorratsbehälter 3 verbunden. Die Auslassventile 7a-7d sind über eine (zumindest stückweise gemeinsame) Rücklaufleitung 61b, 61 an den zweiten Anschluss 72 des Druckmittelvorratsbehälters 3 angeschlossen.The respective outlet connection 4a-4d is connected to the pressure medium reservoir 3 via the outlet valve 7a-7d. The outlet valves 7a-7d are connected to the second connection 72 of the pressure medium reservoir 3 via a return line 61b, 61 (which is at least partially common).
Es ist eine elektrisch ansteuerbare hydraulische Druckquelle 2 vorgesehen, welche durch eine Zylinder-Kolben-Anordnung mit einem Druckraum 30 gebildet wird, deren Kolben 31 durch einen elektromechanischen Aktuator mit einem schematisch angedeuteten Elektromotor 32 und einem schematisch dargestellten Rotations-Translations-Getriebe 33 betätigbar ist. Die Druckquelle 2 ist beispielsgemäß als ein einkreisiger elektrohydraulischer Linearaktuator (LAC) mit nur einem Druckraum 30 ausgebildet. Der Kolben 31 kann mittels des elektromechanischen Aktuators bzw. des Elektromotors 32 zum Aufbau eines Druckes vorgeschoben (Bremsbetätigungsrichtung) und zum Abbau eines Druckes zurückgeschoben bzw. zurückgezogen werden.An electrically controllable hydraulic pressure source 2 is provided, which is formed by a cylinder-piston arrangement with a pressure chamber 30, the piston 31 of which can be actuated by an electromechanical actuator with a schematically indicated electric motor 32 and a schematically shown rotation-translation gear 33. The pressure source 2 is designed, for example, as a single-circuit electrohydraulic linear actuator (LAC) with only one pressure chamber 30. The piston 31 can be pushed forward by means of the electromechanical actuator or the electric motor 32 to build up pressure (brake actuation direction) and pushed or retracted to reduce pressure.
Beispielsgemäß ist der Elektromotor als ein doppelt gewickelter Elektromotor 32 mit einer ersten Motorwicklung 34a und einer zweiten Motorwicklung 34b ausgebildet. Werden beide Motorwicklungen 34a, 34b angesteuert, liefert der Elektromotor 32 die volle Leistung. Im Falle, dass nur eine der beiden Motorwicklungen 34a, 34b angesteuert wird, ist die Leistung des Elektromotors 32 zwar reduziert, es kann aber dennoch beispielsweise Druck mittels der Druckquelle 2 aufgebaut werden, wenn auch in verminderter Höhe und mit verminderter Dynamik.For example, the electric motor is designed as a double-wound electric motor 32 with a first motor winding 34a and a second motor winding 34b. If both motor windings 34a, 34b are controlled, the electric motor 32 delivers full power. If only one of the two motor windings 34a, 34b is controlled, the power of the electric motor 32 is reduced, but pressure can still be built up using the pressure source 2, for example, albeit at a reduced level and with reduced dynamics.
Der Druckraum 30 ist über einen Druckanschluss 83 mit einem Bremsleitungsabschnitt 60 hydraulisch verbunden, welcher mit den Einlassventilen 6a-6d (genauer den Eingangsanschlüssen der Einlassventile 6a-6d) hydraulisch verbunden ist. In der hydraulischen Verbindung zwischen dem Druckraum 30 der Druckquelle 2 und dem Bremsleitungsabschnitt 60 bzw. jedem der Einlassventile 6a-6d ist beispielsgemäß ein elektrisch betätigbares, insbesondere stromlos offenes, Druckzuschaltventil 10 angeordnet. Beispielsgemäß ist dem Druckzuschaltventil 10 ein in Richtung der Einlassventile 6a-6d bzw. der Radbremsen 5a-5d öffnendes Rückschlagventil 9 parallelgeschaltet.The pressure chamber 30 is hydraulically connected via a pressure connection 83 to a brake line section 60, which is hydraulically connected to the inlet valves 6a-6d (more precisely the input connections of the inlet valves 6a-6d). In the hydraulic connection between the pressure chamber 30 of the pressure source 2 and the brake line section 60 or each of the inlet valves 6a-6d, for example, an electrically actuated, in particular normally open, pressure connection valve 10 is For example, a check valve 9 opening in the direction of the inlet valves 6a-6d or the wheel brakes 5a-5d is connected in parallel to the pressure control valve 10.
Zum Nachsaugen von Druckmittel aus dem Druckmittelvorratsbehälter 3 in die Druckquelle 2 weist Druckquelle 2 einen Nachsauganschluss 81 auf. Der Druckraum 30 ist über den Nachsauganschluss 81 und ein Nachsaugventil 14, welches beispielsgemäß als ein in Richtung des Druckraums 30 öffnendes Rückschlagventil ausgeführt ist, mit dem zweiten Anschluss 72 des Druckmittelvorratsbehälters 3 und somit mit der zweiten Behälterkammer 85 des Druckmittelvorratsbehälters 3 verbunden.To suck pressure medium from the pressure medium reservoir 3 into the pressure source 2, the pressure source 2 has a suction connection 81. The pressure chamber 30 is connected to the second connection 72 of the pressure medium reservoir 3 and thus to the second container chamber 85 of the pressure medium reservoir 3 via the suction connection 81 and a suction valve 14, which is designed, for example, as a check valve opening in the direction of the pressure chamber 30.
Weiterhin weist Druckquelle 2 einen Ausgleichsanschluss 82 zur hydraulischen Verbindung des Druckraums 30 mit dem Druckmittelvorratsbehälter 3 in einer vorgegebenen Position des Kolbens 31 auf. Hierdurch ist insbesondere ein Drucklosschalten der Radbremsen 5a-5d, d.h. ein Verbinden der Radbremsen 5a-5d mit dem unter Atmosphärendruck stehenden Druckmittelvorratsbehälter 3, in der vorgegebenen Position des Kolbens 31 möglich. Die vorgegebene Position des Kolbens 31 ist vorteilhafterweise der unbetätigte Zustand des Kolbens 31. Der Ausgleichsanschluss 82 ist dabei über einen Nachlaufleitungsabschnitt 62 mit der ersten Behälterkammer 84, also dem ersten Anschluss 71, des Druckmittelvorratsbehälters 3 verbunden.Furthermore, pressure source 2 has a compensation connection 82 for hydraulically connecting the pressure chamber 30 to the pressure medium reservoir 3 in a predetermined position of the piston 31. This makes it possible in particular to depressurize the wheel brakes 5a-5d, i.e. to connect the wheel brakes 5a-5d to the pressure medium reservoir 3 under atmospheric pressure, in the predetermined position of the piston 31. The predetermined position of the piston 31 is advantageously the unactuated state of the piston 31. The compensation connection 82 is connected via a follow-up line section 62 to the first reservoir chamber 84, i.e. the first connection 71, of the pressure medium reservoir 3.
Der Ausgleichsanschluss 82 der Druckquelle 2 ist als ein Schnüffelloch 80 ausgebildet. Der Druckraum 30 ist in einem unbetätigten Zustand des Kolbens 31 über das Schnüffelloch 80 und den Nachlaufleitungsabschnitt 62 mit der ersten Behälterkammer 84 des Druckmittelvorratsbehälters 3 verbunden, wobei das Schnüffelloch 80 bei einer Betätigung des Kolbens 31 überfahren bzw. geschlossen wird und so die Verbindung zum Druckmittelvorratsbehälter 3 getrennt wird. Beispielsgemäß ist der Kolben 31 mit zumindest einer Bohrung versehen, über welche insbesondere im unbetätigten Zustand des Kolbens 31 die hydraulische Verbindung zwischen Druckraum 30 und Nachlaufleitungsabschnitt 62 hergestellt ist, und welche bei einer Betätigung des Kolbens 31 eine Dichtung, beispielsgemäß eine Primärmanschette einer doppelten Dicht-Manschette, überfährt, so dass die hydraulische Verbindung zwischen Druckraum 30 und Nachlaufleitungsabschnitt 62 getrennt wird.The compensation connection 82 of the pressure source 2 is designed as a sniffer hole 80. When the piston 31 is not actuated, the pressure chamber 30 is connected to the first container chamber 84 of the pressure medium reservoir 3 via the sniffer hole 80 and the follow-up line section 62, wherein the sniffer hole 80 is overrun or closed when the piston 31 is actuated, thus breaking the connection to the pressure medium reservoir 3. For example, the piston 31 is provided with at least one bore, via which the hydraulic connection between the pressure chamber 30 and the follow-up line section 62 is established, in particular when the piston 31 is not actuated, and which, when the piston 31 is actuated, overruns a seal, for example a primary sleeve of a double sealing sleeve, so that the hydraulic connection between the pressure chamber 30 and the follow-up line section 62 is broken.
Beispielsgemäß sind die Rücklaufleitung 61 b, 61 für die Auslassventile 7a-7d und eine Nachsaugleitung 61a, 61 der Druckquelle 2 stückweise gemeinsam ausgeführt. Hierzu ist der Nachsauganschluss 81 über das Nachsaugventil 14 und einen Nachsaugleitungsabschnitt 61a mit der Rücklaufleitung 61b, 61 verbunden. Die Auslassventile 7a-7d und das Nachsaugventil 14 sind also über einen gemeinsamen Leitungsabschnitt 61 mit dem zweiten Anschluss 72 des Druckmittelvorratsbehälters 3 verbunden. Anders ausgedrückt münden der Nachsaugleitungsabschnitt 61a und ein Rücklaufleitungsabschnitt 61b in den Leitungsabschnitt 61 zum zweiten Anschluss 72. In diesem Sinne ist der Druckraum 30 über das Nachsaugventil 14 und den Nachsaugleitungsabschnitt 61a mit der Rücklaufleitung 61 b, 61 (aus Rücklaufleitungsabschnitt 61 b und Leitungsabschnitt 61) verbunden.For example, the return line 61 b, 61 for the outlet valves 7a-7d and a suction line 61a, 61 of the pressure source 2 are designed together in parts. For this purpose, the suction connection 81 is connected to the return line 61b, 61 via the suction valve 14 and a suction line section 61a. The outlet valves 7a-7d and the suction valve 14 are therefore connected to the second connection 72 of the pressure medium reservoir 3 via a common line section 61. In other words, the suction line section 61a and a return line section 61b open into the line section 61 to the second connection 72. In this sense, the pressure chamber 30 is connected to the return line 61 b, 61 (from the return line section 61 b and line section 61) via the suction valve 14 and the suction line section 61a.
Der Nachlaufleitungsabschnitt 62 und der Nachsaugleitungsabschnitt 61a (bzw. die Rücklaufleitung 61 b, 61 oder der Rücklaufleitungsabschnitt 61 b oder der Leitungsabschnitt 61) sind nicht direkt miteinander verbunden. Die Nachsaugleitung 61a, 61 ist nicht mit dem ersten Anschluss 71 des Druckmittelvorratsbehälters 3 verbunden und der Ausgleichanschluss 82 bzw. der Nachlaufleitungsabschnitt 62 ist nicht mit dem zweiten Anschluss 72 des Druckmittelvorratsbehälters 3 verbunden. Es besteht nur eine gewisse indirekt hydraulische Verbindung über den Druckmittelvorratsbehälter 3, falls der Füllstand des Druckmittelvorratsbehälters 3 oberhalb der Schottwand 86 liegt.The afterflow line section 62 and the after-suction line section 61a (or the return line 61b, 61 or the return line section 61b or the line section 61) are not directly connected to one another. The after-suction line 61a, 61 is not connected to the first connection 71 of the pressure medium reservoir 3 and the compensation connection 82 or the afterflow line section 62 is not connected to the second connection 72 of the pressure medium reservoir 3. There is only a certain indirect hydraulic connection via the pressure medium reservoir 3 if the fill level of the pressure medium reservoir 3 is above the bulkhead 86.
An den Bremsleitungsabschnitt 60 ist ein (System-)Drucksensor 40 angeschlossen, mittels welchem insbesondere der (aktuell) herrschende Systemdruck oder der von der Druckquelle 2 bereitgestellte bzw. erzeugte Druck bestimmt werden kann.A (system) pressure sensor 40 is connected to the brake line section 60, by means of which in particular the (currently) prevailing system pressure or the pressure provided or generated by the pressure source 2 can be determined.
Zur Ansteuerung der Druckquelle 2 umfasst das elektrohydraulische Bremsensteuergerät 1 redundante Sensorelemente zur Erfassung einer Drehzahl oder eines Drehwinkels des Elektromotors 32. Beispielsgemäß sind ein erster Motorwinkelsensor 43 und ein zweiter Motorwinkelsensor 42 vorgesehen.To control the pressure source 2, the electrohydraulic brake control unit 1 comprises redundant sensor elements for detecting a speed or a rotation angle of the electric motor 32. For example, a first motor angle sensor 43 and a second motor angle sensor 42 are provided.
Das elektrohydraulische Bremsensteuergerät 1 umfasst weiterhin eine erste elektronische Steuer- und Regeleinheit (ECU) A und eine zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit (ECU) B insbesondere zur Ansteuerung der elektrisch betätigbaren Komponenten des elektrohydraulischen Bremsensteuergeräts 1. Die erste elektronische Steuer- und Regeleinheit A und die zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit B sind vorteilhafterweise voneinander elektrisch unabhängig in dem Sinne, dass ein Ausfall der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A keinen Ausfall der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B bewirkt und umgekehrt. Hierzu können die elektronischen Steuer- und Regeleinheiten A und B als getrennte Einheiten ausgeführt sein, sie können jedoch auch in derselben elektronischen Steuer- und Regeleinheit als unabhängige Untereinheiten ausgeführt sein.The electrohydraulic brake control unit 1 further comprises a first electronic control and regulating unit (ECU) A and a second electronic control and regulating unit (ECU) B, in particular for controlling the electrically actuable components of the electrohydraulic brake control unit 1. The first electronic control and regulating unit A and the second electronic control and regulating unit B are advantageously electrically independent of one another in the sense that a failure of the first electronic control and regulating unit A does not cause a failure of the second electronic control and regulating unit B and vice versa. For this purpose, the electronic control and regulating units A and B can be designed as separate units, but they can also be designed as independent subunits in the same electronic control and regulating unit.
Der Elektromotor 32 der Druckquelle 2 ist von der ersten und der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A, B ansteuerbar, d.h. jede der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten A, B ist für sich alleine zum Aufbau eines Bremsdruckes mittels der Druckquelle 2 zur Durchführung einer Betriebsbremsung geeignet. Das heißt, die Druckquelle 2 und die elektronischen Steuer- und Regeleinheiten A, B sind derart ausgebildet, dass bei einem Ausfall der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A die Druckquelle 2 mittels der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B angesteuert werden kann, um einen Bremsdruck zur Betätigung der Radbremsen 5a-5d während einer Betriebs- oder Regelbremsung aufzubauen, und dass bei einem Ausfall der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B die Druckquelle 2 mittels der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A angesteuert werden kann, um einen Druck zur Betätigung der Radbremsen 5a-5d während einer Betriebs- oder Regelbremsung aufzubauen.The electric motor 32 of the pressure source 2 can be controlled by the first and the second electronic control and regulating unit A, B, i.e. each of the electronic control and regulating units A, B is suitable on its own for building up a brake pressure by means of the pressure source 2 in order to carry out a service braking. This means that the pressure source 2 and the electronic control and regulating units A, B are designed in such a way that if the first electronic control and regulating unit A fails, the pressure source 2 can be controlled by means of the second electronic control and regulating unit B in order to build up a brake pressure for actuating the wheel brakes 5a-5d during a service or control braking, and that if the second electronic control and regulating unit B fails, the pressure source 2 can be controlled by means of the first electronic control and regulating unit A in order to build up a pressure for actuating the wheel brakes 5a-5d during a service or control braking.
Wie oben bereits beschrieben, ist der Elektromotor beispielsgemäß als ein doppelt gewickelter Elektromotor 32 mit der ersten Motorwicklung 34a und der zweiten Motorwicklung 34b ausgebildet. Der Elektromotor 32 der Druckquelle 2 wird von der ersten und der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A, B angesteuert in dem Sinne, dass die erste Motorwicklung 34a (bevorzugt nur) von der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A und die zweite Motorwicklung 34b (bevorzugt nur) von der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B angesteuert wird, insbesondere von der elektronischen Steuer- und Regeleinheit mit elektrischer Energie versorgt wird. Dazu ist Motorwicklung 34a mit der ersten Steuer- und Regeleinheit A und die andere Motorwicklung 34b mit der zweiten Steuer- und Regeleinheit B verbunden. Zur Ansteuerung der Druckquelle 2 umfasst jede der beiden Steuer- und Regeleinheiten A, B einen Motorprozessor zur Verarbeitung der Motor-Regelfunktionen, eine Endstufe mit Transistoren zur Bereitstellung der Phasenspannungen am Elektromotor 32 (z.B. B6-Brücke) und eine Treiberstufe (Gate Drive Unit) zur Ansteuerung der Transistoren der Endstufe.As already described above, the electric motor is designed, for example, as a double-wound electric motor 32 with the first motor winding 34a and the second motor winding 34b. The electric motor 32 of the pressure source 2 is controlled by the first and second electronic control and regulating units A, B in the sense that the first motor winding 34a is (preferably only) controlled by the first electronic control and regulating unit A and the second motor winding 34b is (preferably only) controlled by the second electronic control and regulating unit B, in particular is supplied with electrical energy by the electronic control and regulating unit. For this purpose, motor winding 34a is connected to the first control and regulating unit A and the other motor winding 34b is connected to the second control and regulating unit B. To control the pressure source 2, each of the two control and regulating units A, B comprises a motor processor for processing the motor control functions, an output stage with transistors for providing the phase voltages at the electric motor 32 (e.g. B6 bridge) and a driver stage (gate drive unit) for controlling the transistors of the output stage.
Bei einem Ausfall einer der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten A oder B wird die Druckquelle 2 mittels der anderen elektronischen Steuer- und Regeleinheit B oder A angesteuert und es wird ein Druck zur Betätigung der Radbremsen 5a-5d in der brake-by-wire Betriebsart zur Betriebsbremsung aufbaut. Durch die eine funktionsfähige elektronische Steuer- und Regeleinheit B der A wird die Druckquelle 2 bzw. der Elektromotor 34 zumindest mit einem Teil ihrer/seiner Leistung zum Aufbau eines Druckes zur Betätigung der Radbremsen betrieben.If one of the electronic control and regulating units A or B fails, the pressure source 2 is controlled by means of the other electronic control and regulating unit B or A and a pressure is built up to actuate the wheel brakes 5a-5d in the brake-by-wire operating mode for service braking. The one functional electronic control and regulating unit B of A operates the pressure source 2 or the electric motor 34 with at least part of its power to build up a pressure to actuate the wheel brakes.
Die elektrisch betätigbaren Einlass- und Auslassventile 6a-6d, 7a-7d und das Druckzuschaltventil 10 des elektrohydraulischen Bremsensteuergeräts 1 sind vorteilhafterweise jeweils nur einer der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten A, B zugeordnet. D.h. jedes elektrisch betätigbare Ventil 6a-6d, 7a-7d, 10 wird ausschließlich von der elektronischen Steuer- und Regeleinheit A oder ausschließlich von der elektronischen Steuer- und Regeleinheit B angesteuert. Hierdurch werden aufwändige, doppelt ansteuerbare Ventile/Ventilspulen vermieden. Dabei sind alle elektrisch betätigbaren Ventile, d.h. beispielsgemäß die elektrisch betätigbaren Einlass- und Auslassventile 6a-6d, 7a-7d und das Druckzuschaltventil 10, vorteilhafterweise derselben elektronischen Steuer- und Regeleinheit A, B, beispielsgemäß der elektronischen Steuer- und Regeleinheit A, zugeordnet, und werden ausschließlich von der elektronischen Steuer- und Regeleinheit A angesteuert. Darüber hinaus werden vorteilhafterweise die Signale des (ersten) Motorwinkelsensors 43 der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B zugeführt und von dieser ausgewertet, wohingegen die Signale des (zweiten) Motorwinkelsensors 42 der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A zugeführt und von dieser ausgewertet werden.The electrically actuated inlet and outlet valves 6a-6d, 7a-7d and the pressure switch-on valve 10 of the electrohydraulic brake control unit 1 are advantageously assigned to only one of the electronic control and regulating units A, B. This means that each electrically actuated valve 6a-6d, 7a-7d, 10 is controlled exclusively by the electronic control and regulating unit A or exclusively by the electronic control and regulating unit B. This avoids complex, doubly controllable valves/valve coils. All electrically actuated valves, i.e., for example, the electrically actuated inlet and outlet valves 6a-6d, 7a-7d and the pressure switch-on valve 10, are advantageously assigned to the same electronic control and regulating unit A, B, for example, the electronic control and regulating unit A, and are controlled exclusively by the electronic control and regulating unit A. Furthermore, the signals of the (first) motor angle sensor 43 are advantageously fed to the second electronic control and regulating unit B and evaluated by the latter, whereas the signals of the (second) motor angle sensor 42 are fed to the first electronic control and regulating unit A and evaluated by the latter.
Die Signale bzw. Druckinformationen des Drucksensors 40 werden der ersten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A und/oder der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit B zur Auswertung zugeführt, wobei die erste elektronische Steuer- und Regeleinheit A und/oder die zweite elektronische Steuer- und Regeleinheit B dazu eingerichtet ist, die Signale bzw. Druckinformationen auszuwerten, um insbesondere einen (aktuell) herrschenden Systemdruck oder ein von der Druckquelle 2 bereitgestellten bzw. erzeugten Druck auszuwerten.The signals or pressure information of the pressure sensor 40 are fed to the first electronic control and regulating unit A and/or the second electronic control and regulating unit B for evaluation, wherein the first electronic control and regulating unit A and/or the second electronic control and regulating unit B is set up to evaluate the signals or pressure information, in particular to evaluate a (currently) prevailing system pressure or a pressure provided or generated by the pressure source 2.
Im Falle eines Ausfalls einer der elektronischen Steuer- und Regeleinheiten A oder B kann die Druckquelle 2 dennoch mittels einer der Motorwicklungen 34a oder 34b und basierend auf den Signalen eines der Motorwinkelsensoren 42 oder 43 und des Drucksensors 40 angesteuert werden und so beispielsweise ein geeigneter Druck aufgebaut werden, wenn auch ggf. in verminderter Höhe und/oder mit verminderter Dynamik.In the event of a failure of one of the electronic control and regulating units A or B, the pressure source 2 can still be controlled by means of one of the motor windings 34a or 34b and based on the signals of one of the motor angle sensors 42 or 43 and the pressure sensor 40 and thus, for example, a suitable pressure can be built up, albeit possibly at a reduced level and/or with reduced dynamics.
Vorteilhafterweise wird das elektrohydraulische Bremsensteuergerät 1 von einem redundanten Bordnetz mit zwei unabhängigen Spannungsquellen (einer ersten elektrischen Energieversorgung und einer zweiten elektrischen Energieversorgung) versorgt, sodass nicht beide Steuer- und Regeleinheiten A und B von der gleichen elektrischen Energieversorgung versorgt werden. Beispielsweise wird Steuer- und Regeleinheiten A von der ersten elektrischen Energieversorgung versorgt und Steuer- und Regeleinheiten B von der zweiten elektrischen Energieversorgung versorgt.Advantageously, the electrohydraulic brake control unit 1 is supplied by a redundant on-board network with two independent voltage sources (a first electrical power supply and a second electrical power supply), so that both control and regulating units A and B are not supplied by the same electrical power supply. For example, control and regulating units A are supplied by the first electrical power supply and control and regulating units units B are supplied from the second electrical power supply.
Bevorzugt ist mit dem elektrohydraulischen Bremsensteuergerät 1 auch eine Betätigungseinheit für einen Fahrzeugführer (nicht dargestellt in
Um für den Fall, dass ein Zustand eintritt, in dem ein vollständiger Druckabbau in dem Druckraum 30 bzw. in den Radbremsen 5a-5d durch ein Verschieben bzw. Zurückschieben des Kolbens 31 in die der Bremsbetätigungsrichtung entgegengesetzte Richtung nicht möglich ist, ist das elektrohydraulische Bremsensteuergerät 1 ferner dazu ausgebildet, den nach dem Zurückschieben des Kolbens 31 noch vorhandenen Restdruck optimiert abzubauen. Hierfür ist das elektrohydraulische Bremsensteuergerät 1 dazu eingerichtet, durch ein geregeltes Einstellen eines Durchlassquerschnitts des Ausgleichsanschluss 82 bzw. des Schnüffellochs 80 eine Regelung des Druckmittelvolumenstroms in den Nachlaufleitungsabschnitt 62 durchzuführen.In order to ensure that, in the event that a state occurs in which a complete pressure reduction in the pressure chamber 30 or in the wheel brakes 5a-5d is not possible by moving or pushing back the piston 31 in the direction opposite to the brake actuation direction, the electrohydraulic brake control unit 1 is further designed to optimally reduce the residual pressure still present after the piston 31 has been pushed back. For this purpose, the electrohydraulic brake control unit 1 is designed to regulate the pressure medium volume flow in the follow-up line section 62 by a regulated setting of a passage cross section of the compensation connection 82 or the sniffer hole 80.
Dabei erfolgt das Einstellen des Durchlassquerschnitts des Ausgleichsanschluss 82 bzw. des Schnüffellochs 80 durch ein geregeltes zumindest teilweises Öffnen und/oder Schließen des Ausgleichsanschluss 82 bzw. des Schnüffellochs 80 durch den Kolben 31, also durch entsprechende Verschiebungen des Kolbens 31, wofür der Elektromotor 32 der Druckquelle 2 von der ersten und/oder der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A, B entsprechend angesteuert wird. Hierbei erfolgt ein abwechselndes und jeweils temporäres, insbesondere kurzzeitiges, Öffnen und Schließen des Ausgleichsanschluss 82 bzw. des Schnüffellochs 80, wobei in den jeweiligen Öffnungsphasen jeweils ein entsprechender Volumenstrom des Druckmittels über den Ausgleichsanschluss 82 bzw. das Schnüffelloch 80 aus dem Druckraum 30 in den Druckmittelvorratsbehälter 3 abgeführt wird. Dies wird vorzugsweise so lange durchgeführt, bis der Restdruck vollständig abgebaut ist.The adjustment of the passage cross-section of the compensation connection 82 or the sniffer hole 80 is carried out by a controlled at least partial opening and/or closing of the compensation connection 82 or the sniffer hole 80 by the piston 31, i.e. by corresponding displacements of the piston 31, for which the electric motor 32 of the pressure source 2 is controlled accordingly by the first and/or the second electronic control and regulating unit A, B. In this case, an alternating and temporary, in particular short-term, opening and closing of the compensation connection 82 or the sniffer hole 80 takes place, wherein in the respective opening phases a corresponding volume flow of the pressure medium is discharged from the pressure chamber 30 into the pressure medium reservoir 3 via the compensation connection 82 or the sniffer hole 80. This is preferably carried out until the residual pressure has been completely reduced.
Die Regelung des Druckmittelvolumenstroms erfolgt dabei in Abhängigkeit von dem über den Drucksensor 40 detektieren aktuellen Systemdruck und/oder einem vorgegebenen Druckgradienten und/oder einer vorgegebenen, insbesondere in der ersten und/oder der zweiten elektronischen Steuer- und Regeleinheit A, B hinterlegten, Druck-Volumen-Kennlinie.The pressure medium volume flow is controlled as a function of the current system pressure detected by the pressure sensor 40 and/or a predetermined pressure gradient and/or a predetermined pressure-volume characteristic curve, stored in particular in the first and/or second electronic control and regulating unit A, B.
Durch einen derart geregelten Druckausgleich bzw. Druckabbau, also einen derart geregelten Druckmittelvolumenfluss vom Druckraum 30 in den Druckmittelvorratsbehälter 3, wird ein vorhandener Restdruck ohne zusätzliche Mittel oder Bauteile auf einfache Weise optimiert abgebaut, ohne dass dabei Geräusch-, Vibrations- und Rauigkeits-Probleme (engl. Noise, Vibration, Harshness [NVH]) und somit beispielsweise hörbare und/oder spürbare Schwingungen in dem entsprechenden Kraftfahrzeug verursacht werden.By means of such a regulated pressure equalization or pressure reduction, i.e. such a regulated pressure medium volume flow from the pressure chamber 30 into the pressure medium reservoir 3, an existing residual pressure is reduced in an optimized manner in a simple manner without additional means or components, without causing noise, vibration and roughness (NVH) problems and thus, for example, audible and/or noticeable vibrations in the corresponding motor vehicle.
In
Als Funktion der Zeit sind eine Druckanforderung, also ein gewünschter oder vorgegebener Druck (Linie 101), ein (tatsächlich) vorherrschender Systemdruck (Linie 102), eine Position bzw. ein Verfahrweg des Kolbens 31 der Druckquelle 2 (Linie 103), wobei Pos0 die Position des Kolbens 31 angibt, in oder ab welcher der Ausgleichsanschluss 82 bzw. das Schnüffelloch 80 gerade freigegeben bzw. geöffnet wird, und ein Druckmittelvolumenstrom über den Ausgleichsanschluss 82 bzw. das Schnüffelloch 80 vom Druckraum 30 in den Druckmittelvorratsbehälter 3 (Linie 104) dargestellt.As a function of time, a pressure requirement, i.e. a desired or specified pressure (line 101), an (actual) prevailing system pressure (line 102), a position or a travel path of the piston 31 of the pressure source 2 (line 103), where Pos0 indicates the position of the piston 31 in or from which the compensation connection 82 or the sniffer hole 80 is just released or opened, and a pressure medium volume flow via the compensation connection 82 or the sniffer hole 80 from the pressure chamber 30 into the pressure medium reservoir 3 (line 104) are shown.
Bei einem geforderten vollständigen Druckabbau in dem Druckraum 30 bzw. in den Radbremsen 5a-5d wird zunächst der Kolben 31 in die der Bremsbetätigungsrichtung entgegengesetzte Richtung verschoben bzw. zurückgeschoben bis unmittelbar vor die Pos0 zum Zeitpunkt t1. Dadurch wird der Systemdruck entsprechend abgebaut. Da durch dieses Zurückschieben des Kolbens 31 der Systemdruck allerdings nicht vollständig abgebaut werden konnte wird nun folgend der noch vorhandene (System-)Restdruck bis zum Zeitpunkt t2 durch ein geregeltes Einstellen des Durchlassquerschnitts des Ausgleichsanschluss 82 bzw. des Schnüffellochs 80 eine Regelung des Druckmittelvolumenstroms in den Nachlaufleitungsabschnitt 62 durchgeführt. Dabei erfolgt ab dem Zeitpunkt t1 ein geregeltes, abwechselndes Öffnen und Schließen des Ausgleichsanschluss 82 bzw. des Schnüffellochs 80 durch den Kolben 31, also durch entsprechende Verschiebungen des Kolbens 31, wobei in den jeweiligen Öffnungsphasen jeweils ein entsprechender Druckmittelvolumenstrom über den Ausgleichsanschluss 82 bzw. das Schnüffelloch 80 aus dem Druckraum 30 in den Druckmittelvorratsbehälter 3 abgeführt wird. Auf diese Weise wird der (System-)Restdruck kontinuierlich vollständig abgebaut, ohne dass es dabei zu sprunghaften Druckänderungen und somit zu Geräusch-, Vibrations- und Rauigkeits-Problemen kommt.If a complete pressure reduction is required in the pressure chamber 30 or in the wheel brakes 5a-5d, the piston 31 is first moved or pushed back in the direction opposite to the brake actuation direction until immediately before Pos0 at time t 1 . This reduces the system pressure accordingly. However, since the system pressure could not be completely reduced by pushing the piston 31 back, the remaining (system) pressure is then controlled up to time t 2 by a controlled adjustment of the passage cross section of the compensation connection 82 or the sniffer hole 80 to control the pressure medium volume flow in the follow-up line section 62. From time t 1 , a controlled, alternating opening and closing of the compensation connection 82 or the sniffer hole 80 takes place by the piston 31, i.e. by corresponding displacements of the piston 31, whereby in the respective opening phases a corresponding pressure medium volume flow is discharged from the pressure chamber 30 into the pressure medium reservoir 3 via the compensation connection 82 or the sniffer hole 80. In this way, the (system) residual pressure is continuously and completely reduced without sudden pressure changes and thus noise, vibration and roughness problems occurring.
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- DE 102022202233 A1 [0003]DE 102022202233 A1 [0003]
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